CN103041658A - 生物质气陶瓷过滤单元 - Google Patents

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秦飞
常厚春
马革
陈平
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Abstract

本发明公开了一种生物质气陶瓷过滤单元，由孔板和垂直吊装于孔板上的陶瓷滤芯构成。当高温生物质可燃气经过过滤器的陶瓷膜滤芯时，气流中的灰尘冲击陶瓷膜滤芯并被拦截下来，高温可燃气体携带焦油通过陶瓷膜滤芯，即可将气流和颗粒流分开，达到气体除尘的目的，具有耐高温、过滤效果好等特点。

Description

生物质气陶瓷过滤单元
技术领域
本发明属于工业过滤设备，具体是涉及一种用于过滤生物可燃气中的灰分杂质的过滤单元。
背景技术
生物质燃气是生物质能源的一种，它是将固体的生物质原料通过生物质气化技术高温条件下转化成可燃气体，用以代替传统的天然气资源。
通常，由于生物质原料本身的燃尽性差，生物质气化炉制备出来的生物质燃气都含有大量的飞灰、固体颗粒和焦油。为了减少可燃气中碱性灰尘对下游设备的腐蚀及对管道的堵塞，在低能耗下实现可燃气的高效净化，必须在高温条件下直接进行气固分离。同时，在气体净化的过程中要尽可能的避免焦油凝结造成的设备腐蚀和管道堵塞等问题。
用布袋作过滤单元是最常见的过滤设备，原因是其制造成本低。但现有的布袋过滤单元存在的问题是：由于生物质烟气温度较高，容易造成布袋使用周期下降，同时，生物质可燃气含尘量较高，使过滤设备负荷过重，电磁阀喷吹次数增加，不利于节能降耗，更关键的是，布袋的过滤孔较大，难以将微小灰分杂质过滤，使得过滤器的过滤效果不理想。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种适用高温除尘、高效除尘的过滤单元。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质气陶瓷过滤单元，由孔板和垂直吊装于孔板上的陶瓷滤芯构成。
进一步地，其特征在于，所述孔板开设有通孔，所述陶瓷滤芯中部具有盲孔，在盲孔的开口端设置凸肩，所述陶瓷滤芯插入通孔后而使凸肩卡设在通孔上。
所述过滤单元还包括用于支撑陶瓷滤芯的托架和吊杆，托架由底板和底板上垂直竖立的立柱，所述立柱顶住陶瓷滤芯的底部。
所述陶瓷滤芯的底部开设凹槽，立柱顶入凹槽中。
与现有技术相比，本发明由于设置陶瓷滤芯，当高温生物质可燃气经过过滤器的陶瓷膜滤芯时，气流中的灰尘冲击陶瓷膜滤芯并被拦截下来，高温可燃气体携带焦油通过陶瓷膜滤芯，即可将气流和颗粒流分开，达到气体除尘的目的。
附图说明
图1为过滤器的结构示意图。
图2为过滤单元和反吹装置的结构示意图。
图3为陶瓷滤芯的剖示图。
图4为气管的分布图。
具体实施方式
如图1所示，过滤单元作为过滤器其中一个部件。过滤器的主体是筒体，筒体内部装配过滤单元3和反吹装置4。筒体由封头5、圆筒2和锥筒1构成。封头5的顶部开设出气口6，圆筒2的侧部开设进气口7，锥筒1的底部开设排灰口9。
如图2所示，过滤单元3由孔板12、48支陶瓷滤芯11、托架和吊杆17组成。孔板12装配在封头5和圆筒2的接触处。孔板开设8排×6列=48个通孔，陶瓷滤芯插于通孔中。为了防止滤芯的下部晃动，孔板12垂直连接吊杆17，吊杆吊装托架，托架用于将滤芯底部固定。托架由底板10和立柱18构成，立柱18顶住滤芯底部，从而实现托架支撑滤芯，起到防止滤芯晃动的作用。为了防止陶瓷滤芯在孔板上发生移位，每四支陶瓷滤芯的开口端面叠放有压板13，压板通过坚固件与孔板连接。
过滤单元的上方架设反吹装置4。反吹装置4包括气管15、气包22和氮气发生器23。位于陶瓷滤芯11的上方是六组气管15，每一组气管对应一排（8支）陶瓷滤芯。气管15装配48个喷嘴16，喷嘴对准每一个陶瓷滤芯开口。每三根气管连接一个加热气包22为气管提供热氮气，筒体的左右各布置一个加热气包22。加热气包的氮气由氮气发生器供给。
如图3所示，陶瓷滤芯11为碳化硅陶瓷膜滤芯，尺寸规格为φ60×2000×10（mm）。其中部开设盲孔21，盲孔的开口向上，且开口端具有凸肩20。盲孔21的底部开设凹槽19。陶瓷滤芯插入孔板的通孔后，在凸肩的作用下形成垂直吊装。立柱插入凹槽中，以限制陶瓷滤芯摆动。
为了提高孔板与陶瓷滤芯之间的密封性，在陶瓷滤芯11的凸肩20处设置密封垫圈14，该密封垫位于压板下方，它防止了生物质可燃气在此处泄露。
过滤器的工作原理是：含灰分杂质的生物质可燃气从进气口输入到圆筒内，干净的可燃气从陶瓷滤芯的微孔由外壁穿透进入内壁，而灰分杂质被截留在外壁，从而达到气固分离的目的。干净可燃气从陶瓷滤芯开口出来，经封头的出气口排出。经过一段时间的过滤，某排滤芯会由于积聚过多的灰尘而导致过滤效果降低，使陶瓷滤芯的压降上升，当某一组滤芯达到反吹设定值（定压差）时，高压的氮气通过换热器加热到400℃。气包内高压氮气输出到气管中，由喷嘴对准滤芯开口往里吹氮气，氮气从滤芯内壁的微孔向外吹出，使附着在滤芯外壁的杂质被吹落，下落至灰斗，由灰斗排出，滤芯重新恢复过滤能力。此时，其它的五组滤芯仍正常过滤工作。
在过滤器开机前，首先应进行预热，可采用循环热氮气进行预热，内部温度达到400℃以后，方可进气过滤。预热参数是：温度450℃，循环风量100 m3/h，预热时间为1～2小时。当然，过滤器开机前的预热，还可以采用燃烧煤气产生的火焰对过滤器内部进行预热，这种预热方式所用时间较短，仅需半个小时，而且预热所花成本较低。
当过滤器停机时，为了将残余生物质可燃气排尽，并使陶瓷滤芯保护清洁（防止焦油的板出堵塞陶瓷滤芯），需通入热氮气与未排尽可燃气进行置换：在停止输入生物质可燃气后，启动加热气包工作并向筒体内输入热氮气，热氮气继续参与未排尽生物质可燃气的过滤，直到将残余生物质可燃气完全排出筒体外为止。置换过程的参数为：温度在400℃以上，时间大于10min，风量在100m3/h。

Claims (4)

1.一种生物质气陶瓷过滤单元，其特征在于：由孔板和垂直吊装于孔板上的陶瓷滤芯构成。
2.根据权利要求1所述的生物质气陶瓷过滤单元，其特征在于，所述孔板开设有通孔，所述陶瓷滤芯中部具有盲孔，在盲孔的开口端设置凸肩，所述陶瓷滤芯插入通孔后而使凸肩卡设在通孔上。
3.根据权利要求2所述的生物质气陶瓷过滤单元，其特征在于，所述过滤单元还包括用于支撑陶瓷滤芯的托架和吊杆，托架由底板和底板上垂直竖立的立柱，所述立柱顶住陶瓷滤芯的底部。
4.根据权利要求3所述的生物质气陶瓷过滤单元，其特征在于，所述陶瓷滤芯的底部开设凹槽，立柱顶入凹槽中。
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